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已有樣品/n主要技術(shù)指標：圖像分辨率 800×600；量化位寬 12bit；圖像幀率 1000fps；動 態(tài)范圍 70dB；工作溫度范圍在-25℃至 85℃；芯片功耗 0.67W；同時定制的圖像傳 感器工藝和設(shè)計流程，具有更佳的高速圖像獲取能力。 高速圖像傳感器可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能交通、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)研 究、國防軍事及其他民用領(lǐng)域。具體來說，高速圖像傳感器可應(yīng)用于汽車碰撞試驗、 火箭發(fā)射、彈道測試、體育賽事、目標追蹤、微表情研究和高速車牌識別等領(lǐng)域。

發(fā)展了高性能、低功耗碳基CMOS集成電路技術(shù)，性能和功耗全面超越現(xiàn)有技術(shù)，有望成為未來主流信息器件。發(fā)表了包括兩篇Science在內(nèi)的SCI論文150余篇；相關(guān)成果兩獲國家自然科學(xué)二等獎以及其他重要獎勵，多次被NatureIndex等專題報道。

成果與項目的背景及主要用途： 人類通過視覺系統(tǒng)獲取的信息占獲取信息總量的 80%以上，如果說計算機相 當(dāng)于人類的大腦，那么圖像傳感器則相當(dāng)于人類的眼睛。圖像傳感器作為圖像信 息獲取最重要和最基本的技術(shù)在信息世界中將占據(jù)著極其重要的地位。半導(dǎo)體圖 像傳感器相比傳統(tǒng)的膠片成像具有可實時處理和顯示、數(shù)字輸出、便于儲存和管 理等諸多優(yōu)勢，正在迅速成為圖像傳感器發(fā)展的主導(dǎo)力量。CMOS 圖像傳感器相 對于 CCD 圖像傳感器具有單片集成、低功耗、低成本、體積小、圖像信息可隨 機讀取等一系列優(yōu)點。在手機拍照、PC 攝像、機器視覺、視頻監(jiān)控等諸多領(lǐng)域 已經(jīng)取代了 CCD 圖像傳感器。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： （1）時間延遲積分型 CMOS 圖像傳感器芯片 通過 0.18μm 1P4M CMOS 工藝完成了對最高 128 級線陣長度為 1024 像素的 TDI 型 CMOS 圖像傳感器芯片的設(shè)計、投片和測試工作。 （2）具有緊湊讀出的多次積分動態(tài)范圍擴展 CMOS 圖像傳感器 提出了一種通過多次積分擴展動態(tài)范圍的方法，采用緊湊讀出方式，以降低 對對讀出電路的工作速度要求。成功流片 128×128 陣列原型，動態(tài)范圍可以擴展 39dB,像素讀出時間相對于滾筒是曝光增加了 3 倍。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： ?該領(lǐng)域開始向著高清專業(yè)攝像、高精度工業(yè)和醫(yī)療成像、抗輻射太空成像等 專業(yè)高端領(lǐng)域邁進。CCD 傳感器的衰退之勢難以挽回，CMOS 將在未來幾年保 持優(yōu)勢地位。2015 年，CMOS 出貨量將達到 36 億個，份額達 97%；而 CCD 出 貨量將下降到只有 9520 萬個，占 3%份額。 應(yīng)用領(lǐng)域： CMOS 圖像傳感器廣泛應(yīng)用于消費類、工業(yè)和科技等各個領(lǐng)域。民用領(lǐng)域： 拍照手機、數(shù)碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業(yè)領(lǐng)域：生產(chǎn)監(jiān)控、 安全監(jiān)控等。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件： 四十平方米以上的辦公用房，電腦、工作站若干，相應(yīng)軟件。也可以和 RFID 天線制造單位，卡片封裝單位共同合作。 合作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

紫外探測技術(shù)是繼激光探測技術(shù)和紅外探測技術(shù)之后發(fā)展起來的又一軍民兩用光電探測技術(shù)。幾十年來，紫外探測技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對現(xiàn)代科研、國防和人民生活都產(chǎn)生了深遠的影響。特別是在先進光譜儀器方面，國內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。先進光譜儀器是集光、機、電和計算機于一體，技術(shù)密集的高科技產(chǎn)品。它是現(xiàn)代科技必不可少的精密檢測和分析手段，是現(xiàn)代天文學(xué)、航空航天、分子生物學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、環(huán)境和生態(tài)等新科技建立和發(fā)展的基礎(chǔ)。國家對發(fā)展先進光譜儀器和研制光譜儀器用的探測器件非常重視，“十一五”國家科技支撐計劃專門設(shè)立了科學(xué)儀器設(shè)備研制與開發(fā)專項“先進大型光譜儀器的關(guān)鍵部件——高分辨分光器件和探測器件的研制”，技術(shù)人有幸成為承擔(dān)該課題的主要研究人員，負責(zé)高分辨探測器件的研制工作。 硅基成像器件如CCD和CMOS是最廣泛應(yīng)用的光電探測器，而且先進的光譜儀器都采用了CCD或CMOS作為探測器件，這是因為CCD和CMOS具有靈敏度高、低噪聲等優(yōu)點。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），一般的硅基成像器件如CCD、CMOS等都在紫外波段響應(yīng)很弱，這種很弱的紫外響應(yīng)限制了硅基成像器件在先進光譜儀器及其他紫外波段探測方面的使用。 因此，本技術(shù)的研究成果硅基成像器件的紫外響應(yīng)增強薄膜是經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展迫切需要。 增強硅基成像器件的紫外響應(yīng)，目前有兩種方法：一是改變硅基探測器的結(jié)構(gòu)，如背照式CCD；另外一種是在現(xiàn)有的成像器件光敏窗口加鍍一層下變頻膜，把紫外光先轉(zhuǎn)化為可見光，然后再接收。國外自1980年起就開始增強硅基探測器紫外響應(yīng)的下變頻薄膜研究，按使用材料的屬性，可以把變頻膜分為有機變頻膜和無機變頻膜兩種。有機變頻膜技術(shù)相對成熟，也有相關(guān)的專利出現(xiàn)。哈勃太空望遠鏡CCD、星球相機（WFPC）CCD和Photometrics等公司提供的響應(yīng)波段延伸到紫外的CCD都是鍍的有機變頻膜。目前紫外增強有機變頻膜可使普通CCD的響應(yīng)波段延伸到200nm，Roper Scientific公司開發(fā)的Metachrome II薄膜在120-430nm波段都具有良好的下變頻效果。有機變頻膜技術(shù)盡管成熟，但該類薄膜有著致命的缺點，那就是有機物分子在紫外輻射下降解速度很快。在照明度為1μW/cm2的光照下，有機分子以高達每小時3%的速率成指數(shù)降解。在這一方面，而無機變頻膜具有不可比擬的優(yōu)點。無機變頻膜材料可以在它使用期限的前2%時間里，減少90%的降解量，因此，無機變頻膜具有非常優(yōu)越的穩(wěn)定性。在無機變頻膜方面，國外研究也剛起步，最早的報道見于2003年[1]，目前尚無成熟的增強硅基成像器件的紫外無機變頻膜技術(shù)。國內(nèi)在有機和無機變頻膜方面，都沒有已見報道的研究工作。  為了提高探測器對紫外輻射的敏感性，我們采取了在硅基成像器件光敏窗口上鍍變頻膜的辦法，成功地使CCD及CMOS的響應(yīng)波段拓展到150nm。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用在光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對推動國家的科研和產(chǎn)業(yè)在這些領(lǐng)域的發(fā)展有極大幫助。

已有樣品/n高分辨率數(shù)字相機是機器視覺與工業(yè)檢測中影像獲取的主要手段。 隨著成像技術(shù)的發(fā)展， CMOS成像技術(shù)由于其高分辨率、 低成本、 全數(shù)字化等優(yōu)點， 獲得越來越廣泛的應(yīng)用。 采用高性能CMOS探測器及FPGA等技術(shù)研制的高分辨率CMOS數(shù)字相機，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測、 交通、 大樓等監(jiān)視系統(tǒng)中。

由西安交大開元集團自主開發(fā)的CMOS可視芯片是目前國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先的視覺芯片，具有集成度高、功能全、體積小、功耗低的特點。以CMOS可視芯片為核心部件的彩色電腦眼是新一代計算機圖像輸入器件，具有數(shù)碼相機、電子相冊、三維傳真、動態(tài)錄像EMAIL、網(wǎng)絡(luò)可視電話、視頻會議和智能遙控報警等多種功能。該項目已被列入國家高新年技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。

CMOS成像芯片廣泛應(yīng)用于手機、相機、安保、工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。該領(lǐng)域的絕大部分市場和技術(shù)被國外廠商壟斷。成像芯片大量依賴進口存在重大技術(shù)風(fēng)險和政治風(fēng)險。該項目通過產(chǎn)學(xué)研合作，從器件、電路及工藝等多層次突破了高性能CMOS成像芯片的關(guān)鍵技術(shù)，形成了一批國際、國內(nèi)發(fā)明專利以及集成電路布圖設(shè)計等知識產(chǎn)權(quán)，開發(fā)了國際首款128級TDI型CMOS圖像傳感器芯片，打破了國外在高端成像技術(shù)上的壟斷。本項目技術(shù)成果達到國際領(lǐng)先水平，且相關(guān)成像技術(shù)已在產(chǎn)業(yè)界得到應(yīng)用。

已有樣品/n微電子所先導(dǎo)中心韋亞一研究員團隊與中芯國際研究團隊圍繞14 納米CMOS 量產(chǎn)工藝中光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術(shù)開展聯(lián)合攻關(guān)并取得顯著進展，完成了后段制程中多層關(guān)鍵層的光源優(yōu)化工作，包括Metal 1X、Metal 1.25X、Via 1X 等。優(yōu)化后光源通過晶圓數(shù)據(jù)驗證評估，較原有光源在各項關(guān)鍵指標上有顯著提升，保證了先進節(jié)點中光刻工藝的穩(wěn)定性。

本發(fā)明公開了一種 CMOS 基準電流和基準電壓產(chǎn)生電路。構(gòu)建 了兩個工作于飽和區(qū)的 MOS 管，使流過這兩個 MOS 管的電流相等且 由其柵源電壓的絕對值之差得到，并利用該電流產(chǎn)生基準電流或基準 電壓。在這兩個 MOS 管的導(dǎo)電類型相同時，通過調(diào)整其尺寸，將其柵 源電壓的絕對值之差轉(zhuǎn)化為其閾值電壓的絕對值之差；在這兩個 MOS 管的導(dǎo)電類型相反時，通過調(diào)整其尺寸，使輸出的基準電壓對溫度的 導(dǎo)數(shù)為 0。本發(fā)明能有效消除

成果與項目的背景及主要用途：該項目是天津市科技發(fā)展計劃項目，2005 年 8 月 2 日通過了科委組織的專家驗收。 項目組采用自頂向下的設(shè)計方法，完成了 CMOS 圖像傳感器 1024×768 像素 陣列的版圖設(shè)計，通過了仿真驗證，結(jié)果達到了設(shè)計要求。在 Chartered 公司 0.35um 工藝線上成功試制了關(guān)鍵模塊和小規(guī)模完整的 CMOS 圖像傳感器樣片。 樣片工作正常，能夠正確的拍攝運動物體，各項指標均滿足設(shè)計要求。 背景：CMOS 圖像傳感器是當(dāng)前已廣泛用于民用、工業(yè)、科技和國防領(lǐng)域的 各類圖像攝取系統(tǒng)，近年來民用電子產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展迅猛，如照相手機、PC 機、 像機等。 該成果主要用于圖像攝取系統(tǒng)的核心部件—CMOS 圖像傳感器設(shè)計中。 技術(shù)原理與工藝流程簡介：CMOS 圖像傳感器利用成熟的 CMOS 工藝制作光 敏像素單元，因此可以把光電接收器和信號處理電路集成在單個芯片上。主要設(shè) 計內(nèi)容包括：像素陣列、消噪放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時序控制電路和測試系統(tǒng) 設(shè)計。 采用自頂向下的設(shè)計方法，首先根據(jù)功能要求對系統(tǒng)進行架構(gòu)設(shè)計，將系統(tǒng) 分為時序控制電路部分（數(shù)字電路實現(xiàn)）和從像素陣列到 AD 轉(zhuǎn)換的信號處理部 分（模擬電路實現(xiàn)）。版圖設(shè)計完成后，導(dǎo)出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公 司 0.35um 工藝線進行流片，然后進行封裝。根據(jù)芯片工作對外界的要求設(shè)計 PCB 電路板，搭建測試系統(tǒng)，對芯片功能和各項電學(xué)指標進行測試分析。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：技術(shù)水平屬國內(nèi)先進。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：該項目取得了 CMOS 圖像傳感器的核心設(shè)計技 術(shù)，可用于各種CMOS圖像傳感器設(shè)計中，中國CMOS圖像傳感器市場需求龐大， 年復(fù)合成長率達到 60%，因此有著廣闊的應(yīng)用前景。 目前國外同類產(chǎn)品的銷售價格遠遠高于芯片的開發(fā)成本，因此存在很大的利 潤空間，將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。，功能上可完全兼容、并替代進，通過合作根 據(jù)市場需求，隨時調(diào)整產(chǎn)品種類和指標，使經(jīng)濟效益最大化。 應(yīng)用領(lǐng)域：CMOS 圖像傳感器廣泛應(yīng)用于消費類、工業(yè)和科技等各個領(lǐng)域。 民用領(lǐng)域：拍照手機、數(shù)碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業(yè)領(lǐng)域： 生產(chǎn)監(jiān)控、安全監(jiān)控等。 4 嵌入式實時人眼視線追蹤系統(tǒng) 5 智能視頻監(jiān)控 6 立體影像處理 7 超高頻讀寫器芯片（有資料） 8 基于多傳感器的 AR 場景定位